2数字地下空间与工程应用研究进展.ppt

* * * * * * * * * * 三维结构模型 实现对施工过程和施工信息的详细记录。施工进度、质量、参数等数据可以作为属性信息与三维模型无缝联结，以支持信息的查询，并作为进一步空间分析或数值分析的基础。 (2) 施工的数字化 隧道施工过程 用可视化的方法实现监测数据的管理和分析。通过网络技术，与远程、自动监测数据相联，实现地下工程施工过程的数字化监测与安全监控。 (3) 监测的数字化 监测数据的可视化及查询 监测点 将与结构相关的调查、检测、维护及病害等信息存储在数据库中，并与设计、施工数字化模型一起构成完整的全生命周期数字化模型，为地下结构的运营维护提供最可靠的依据。通过健康诊断与评估，可实现地下结构的安全等级评定与健康评价，并提供维护养护建议。 (4) 运营维护的数字化 在地下工程全生命周期数字化模型的基础上，进行与防灾、安全相关的数字化模拟与应用，并制定相应的安全预案。 (5) 防灾与安全的数字化 数字化是地下工程的一种重要工具，其内涵至少应包括：数据标准化、可视化、网络化、分析一体化； 地下工程数字化是今后一段时期的发展必须趋势，该技术对于地下工程建设、管理与维护等各方面的推动作用将是不可估量的！ 上海长江隧道数字化系统演示 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 数字化生存 地下工程数字化概念及作用 世界各国现状 地下工程数字化的内容 小结 为什么数字化 数字化急剧地改变着人们的生活、工作、思维方式乃至整个社会的文化。 Negroponte 认为（1996）：“信息的DNA”正在迅速取代原子而成为人类生活中的基本交换物。在广大浩瀚的宇宙中，数字化生存能使每个人变得容易接近，让弱小的孤独者也能发出自己的心声。 电子技术从模拟到数字化 数码随身听、DVD、数码摄像机、数码相机、MP3、数字电视、数码电冰箱。 数字地球与数字城市 “数字地球”（1998） “数字地球”是一个可以嵌入海量数据的、多分辨率的、真实地球的三维表示。 “数字城市” 借助3S技术以及传统手段采集基础数据 运用数据库技术、宽带多媒体技术、网络技术及虚拟仿真技术等建立城市区域内数字集成平台和虚拟环境 实现对城市基础设施的动态监测管理，以及辅助决策的技术体系 一组数据（美国） 1964-1998，非农业行业的生产效率同期增长了80%，但建筑业却实际下降了大约10%（据US Bureau of Statistics, US Department of Commerce)； 与20年前相比，开发一款新车型所需时间从40个月缩短为15个月；但是建筑业生产效率却在整个全球范围内呈下滑趋势； 2002年IDC（国际数据公司）研究报告：每年制造业花费在IT方面的金额是81亿美元，建筑业的花费约14亿美元，仅为制造业的17%。 一条曲线 Information loss over the project lifecycle 数字地下空间与工程 数字地下空间 目标：实现地下空间信息的数字化管理 基础：地层、地下管线、地下构筑物、地下水资源多源信息数据库 手段：专业建模、三维可视化和空间分析 内容：数字地层、数字地下管线、数字地下构筑物三大部分 数字地层(1998) 利用计算机技术，将原始地层信息（由地壳运动和周围环境引起的）和施工扰动地层信息（由人类工程活动引起的），用数字化的方法直观地展现出来。 数字化工程 对工程对象的建设与运营全过程进行数字化,建立工程的“病历单”，最终建成工程对象的“数字化博物馆”。 目标：为地下工程建设、运营和管理提供准确的数据以及高效的信息服务 基础：将地下工程勘察、设计、施工、监测及维护信息，以及周边地上、地下信息进行有机集成及动态更新 手段：专业建模、三维可视化、空间分析、数值分析 工具：数据库、可视化及网络技术 简单查询 专业分析 信息加工与服务 高级查询 设计施工阶段 运营维护阶段 全面了解周边环境 方案优化 施工力学分析 规范化管理 …… 准确把握设计与建设数据 及时发现问题并分析原因 提高维护效率 提高快速处理的能力 …… 1995-2000期间，韩国19个城市对地下设施（主要是各种地下管线）进行了数字化地图的绘制工作，其主要目标是建立地下设施的基础数据库，以及详细的勘察资料数据库。 2003年，美国劳动部矿山安全与健康局（MSHA）耗资390万美元，建立全国13个州废弃煤矿的数字化地图，以确保全国范围内的矿工人身安全。 美国Virginia Tech (2003) 提出了‘AMADEUS ’计划，目的是利用信息技术，为岩体地下工程的地质描述、分析、设计与施工建立自适应实时更新系统。 奥地利GEODATA Inc. (2004) 启动了